天然药物化学 课件 项目9 生物碱的提取分离技术

天然药物化学第九章生物碱类化学成分的提取分离技术项目一

绪论项目二

天然药物中化学成分的提取、分离技术项目三糖与苷类化学成分的提取分离技术项目四

蒽醌类化学成分的提取分离技术项目五黄酮类化学成分的提取分离技术项目六苯丙素类化学成分的提取分离技术项目七皂苷类化学成分的提取分离技术项目八萜与挥发油类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术知识目标：

掌握生物碱类化合物的结构分类、特点、理化性质、提取分离及检识。

熟悉生物碱类化合物各结构类型的代表性天然药物的质量控制成分。熟悉生物碱类化合物的结构分类、理化性质、提取分离及应用。

了解生物碱类化合物的生物活性及在天然药物中的分布。技能目标：

熟练掌握生物碱类化学成分的提取分离操作。素质目标：

具有敬业、诚信的职业操守与精益求精的工匠精神，严格要求规范操作，培养学生的责任担当与职业道德。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术第一节结构与分类第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

案例描述：几千年前人类就发现罂粟果有镇痛和迷幻作用。苏美尔人早在公元前4000年就把罂粟果的汁烘干制成一种黑色或褐色(因产地不同)的固体物质。到公元七世纪的时候，罂粟作为药材从印度等地传入中国，并把这种黑色或褐色的固体物质称作“鸦片”。第九章

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鸦片又名阿片，俗称大烟，是一种麻醉性镇痛药，长期使用会导致高度心理及生理依赖性，过量使用会造成包括昏迷、呼吸抑制、低血压、瞳孔变小等急性中毒症状，严重的引起呼吸抑止而致人死亡，鸦片具有的这些生理活性与其含有的化学成分密切相关。那么鸦片主要含有哪些化学成分呢?第九章

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案情分析：阿片中的吗啡具有镇痛作用，可待因具有止咳作用，罂粟碱具有解痉作用。它们都属于生物碱类药物。

导语：生物碱类药物的临床上作用很多，要利用这类药物治病和防病，只有充分掌握其结构、本章我们将和同学们一起学习生物碱的结构类型、理化性质、提取分离以及鉴定方法。第九章

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生物碱是一类含氮的有机化合物；多数具有较复杂的环状结构且氮原子在杂环内；具有碱性，能和酸结合生成盐；有较强的生物活性。生物碱常与有机酸（如酒石酸和草酸等）结合成生物碱盐、与无机酸（硫酸和盐酸等）成盐、呈游离状态、以酯、苷、氮氧化物的形式存在。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术生物碱主要分布于高等植物中，特别是双子叶植物，例如毛茛冬、防己科、罂粟科茄科等100多科的植物中；单子叶植物中分布较少，如百合科等；裸子植物中分布更少，如麻黄科等；低等植物中只有极个别植物存在，如麦角。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术含有生物碱的常见药材有麻黄、防己、颠茄、黄连、益母草、槟榔、乌头等。生物碱在植物体内一般集中分布于某一部位或器官中。生物碱在植物体内的含量还受到生长环境和采收季节的影响。第九章

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生物碱有多方面的生物活性，如镇痛、镇静、抗菌、抗病毒、抗癌、抗心律失常、抗肝损伤、抗心肌缺血、防治老年痴呆等作用。麻黄中的麻黄碱具有平喘解痉作用，伪麻黄碱具有升压利尿作用；黄连中的小檗碱具有抗菌消炎作用；长春花中的长春新碱具有抗癌作用；苦参中的苦参碱、氧化苦参碱具有抗心律失常作用；萝芙木中的利血平具有降血压作用。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术生物碱种类繁多，化学结构比较复杂，按照其基本母核类型和结构特征，将生物碱分为以下几种主要类型：1.有机胺类生物碱第九章

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第九章

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第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术看一看9-1对接医药企业的中药炮制岗位。通过合理的炮制，可改变中药化学成分的某些结构以降低其毒性、提高疗效，是中药炮制的目的之一，如通过炮制可大大降低乌头碱的毒性。乌头碱毒性极大，产生毒性的根源是其结构中的两个酯键。若将乌头碱与稀碱水溶液加然，或将乌头碱在中性水溶液中加热，两个酯键可被水解，生成乌头原碱，其毒性极小。这就是中医用乌头、附子必经炮制的原因。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第二节理化性质第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术一、性状多数生物碱为结晶形固体，少数生物碱为无定形粉末，个别生物碱在常温下为液体。如烟碱（尼古丁）、槟榔碱。液体生物碱多具有挥发性，个别固体生物碱也具有挥发性，如麻黄碱。个别生物碱还具有升华性，如咖啡因。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术多数生物碱为无色或白色，少数含有较长共轭体系的生物碱在可见光下呈现各种不同的颜色，如小檗碱显黄色。多数生物碱具有苦味，如小檗碱，少数生物碱不具有苦味，个别生物碱具有甜味，如甜菜碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术二、旋光性多数生物碱分子结构中具有手性碳原子或缺少对称中心，因此具有旋光性，且多呈左旋性。生物碱的生理活性和其旋光性有关，一般情况下，左旋体的生物活性比右旋体的生物活性要强。生物碱的旋光性容易受到溶剂、浓度、温度、溶液的pH等因素影响。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术三、碱性（一）碱性的产生及强度表示1.碱性的产生及强度表示绝大多数生物碱都具有碱性，其分子上的氮原子具有一对未共用的电子对（孤电子对），能够接受质子或给出电子而显示碱性。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.碱性的产生及强度表示生物碱的碱性强度一般用酸式解离常数pKa表示。pKa值越大，则碱性越强。碱性强度与pKa值大小的关系为：极弱碱性生物碱（pKa<2），弱碱性生物碱（pKa2～7），中强碱性生物碱（pKa7～11），强碱性生物碱（pKa>11）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术碱性基团与pKa值大小的关系为：胍基[-NH(C=NH)NH2]>季铵碱>N-烷杂环>脂肪胺（仲>伯>叔）>芳胺≈N-芳杂环>酰胺基≈吡咯。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）碱性与分子结构的关系

生物碱的碱性强弱由其分子结构决定，与氮原子的杂化方式、诱导效应、共轭效应、空间效应和及分子内氢键等因素有关。一般情况下，氮原子的电子云密度越大，氮原子就越容易接受质子或给出电子，碱性就越强；反之，碱性就越弱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术1.氮原子的杂化方式p电子成分所占比例越大，接受质子的能力就越强，碱性就越强，其碱性强弱顺序为：sp3>sp2>sp。一般情况下，当生物碱分子中氮原子与相邻的碳原子形成单键（N-C）时，为sp3杂化；形成双键（-N=C＜或＞N-C=C＜）时，为sp2杂化；形成三键（N≡C-）时，为sp杂化。第九章

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第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术季铵碱中的氮原子可以提供四个电子与其他原子形成四个共价键，因此其最外层有九个电子（包括一个未成键电子），与钠原子的最外层电子结构类似，容易给出电子与氢氧根以离子键结合，在水中羟基以负离子形式存在而显强碱性。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.共轭效应若氮原子处于苯胺或酰胺结构（吸电子基）中，则形成吸电子轭效应，氮原子上孤电子对与苯环或羰基π-电子形成p-π共轭体系，电子云密度降低，碱性减弱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术若氮原子上孤电子对与供电子基发生共轭时，则形成供电子共轭效应，碱性增强。如含胍基（pKa=13.6）的生物碱多数呈强碱性，这是由于胍基接受质子后能形成稳定的季铵离子，具有高度共轭稳定性，不易给出质子，而呈强碱性。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.诱导效应供电子基团使氮原子上的电子云密度升高，碱性增强。吸电子基团使氮原子上的电子云密度降低，碱性降低。常见的供电子基团有甲基、乙基等烷基，吸电子基团有羟基、醚基、羰基、酯基、苯基及双键等。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术4.空间效应

在生物碱分子中氮原子的附近引入较大的取代基，其分子的立体结构对氮原子产生较大的空间屏蔽，阻碍质子靠近氮原子，而使碱性减弱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术5.氢键效应生物碱分子结构中氮原子上的孤电子对接受质子形成生物碱共轭酸，如在其附近有羟基、羰基等取代基团并且有利于同生物碱共轭酸分子的质子形成分子内氢键缔合，则可增加共轭酸的稳定性，使碱性增强。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术想一想9-11.以结构分类中生物碱为例，分析它们的碱性哪些属于强碱、中强碱、弱碱。2.简述生物碱的碱性与分子结构的关系。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术四、溶解性（一）游离生物碱的溶解性1.脂溶性生物碱

大多数游离生物碱（如伯胺、仲胺、叔胺等）属于脂溶性生物碱，易溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂，尤其易溶于氯仿，可溶于甲醇、乙醇、丙酮等亲水性有机溶剂和酸水，难溶于水和碱水。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.水溶性生物碱

少数游离生物碱如季铵型生物碱和某些含有氮氧化物结构的生物碱（如氧化苦参碱）属于水溶性生物碱，易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇类溶剂，难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.含有特殊官能团的生物碱

两性生物碱具有酚羟基或羧基等酸性基团，此类生物碱既可溶于酸水，也可溶于碱水，如吗啡。具有内酯或内酰胺结构的生物碱，在碱性条件下加热水解开环形成羧酸盐而溶于水，酸化后又重新环合而溶于有机溶剂，如喜树碱、毛果芸香碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术4.生物碱盐的溶解性

生物碱盐一般易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇类溶剂，难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。但也有个别例外，如盐酸小檗碱难溶于水，却能溶于氯仿。一般来说其溶解度有如下规律：无机酸盐水溶性大于有机酸盐；含氧无机酸盐（如硫酸盐、磷酸盐）水溶性大于卤代酸盐（如盐酸盐，卤代酸分子量越大则水溶性越小）；小分子有机酸盐（如醋酸盐）水溶性大于大分子有机酸盐。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术五、生物碱的检识（一）沉淀反应

大多数生物碱在酸性水溶液或稀醇溶液中，能和某些试剂生成难溶于水的复盐或分子络合物的反应，称为生物碱沉淀反应，这些试剂被称为生物碱沉淀试剂。通过沉淀反应可以检测判断中药材或中药制剂中是否含有生物碱，检查生物碱是否提取分离完全，也可用于生物碱的分离纯化（如雷氏铵盐）与色谱检识（如改良碘化铋钾）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术在检测生物碱时要排除蛋白质、鞣质等杂质干扰，防止出现假阳性反应，采用多种沉淀试剂进行沉淀反应，才能得到较可靠的结果。此外，有少数生物碱与某些生物碱沉淀试剂不产生沉淀，如麻黄碱，因此下结论时需慎重。生物碱的沉淀试剂的种类很多，常用的见表9-1。第九章

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生物碱类化学成分的提取分离技术（二）显色反应

某些生物碱能和一些试剂发生反应生成具有不同颜色的产物，这种反应称为生物碱显色反应，这些试剂称为生物碱显色试剂。常用的生物碱显色试剂见表9-2。第九章

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第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术〔学以致用〕1.生物碱的沉淀试剂有哪些？2.生物碱沉淀反应应该在什么条件下进行？第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第三节生物碱的提取与分离第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术在植物体内，多数生物碱的碱性较强，以盐的形式存在；少数生物碱的碱性较弱，以游离形式存在，极少数生物碱以酯、苷、氮氧化物的形式存在。因此，生物提取应当考虑生物碱存在形式，选择合适的提取方法。

（一）脂溶性生物碱的提取1.酸水提取法第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（1）离子交换树脂法此法利用生物碱盐在水溶液中可解离出生物碱阳离子，能与阳离子交换树脂发生离子交换的性质。先将生物碱的酸水提取液通过阳离子交换树脂（如磺酸型阳离子交换树脂），生物碱盐阳离子被交换到树脂上，杂质随溶液流出；再用碱液（如氨水等）碱化树脂，使生物碱从树脂柱上游离出来；最后用氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂洗脱，浓缩后即可得到游离的总生物碱。第九章

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生物碱类化学成分的提取分离技术（2）有机溶剂萃取法此法利用游离生物碱易溶于亲脂性有机溶剂的性质。将生物碱的酸水提取液用碱液（如氨水、石灰乳或石灰水等）碱化，使生物碱盐转变为游离生物碱，再用亲脂性有机溶剂（如氯仿、乙醚等）溶剂萃取，合并萃取液，回收溶剂即可得到总生物碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（3）碱沉淀法此法利用游离生物碱难溶于水而沉淀析出的性质。将生物碱的酸水提取液用碱液（如氨水、石灰乳或石灰水等）碱化，使生物碱盐转变为游离生物碱而沉淀析出。过滤后即可得到游离的总生物碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.醇类溶剂提取法此法利用生物碱及生物碱盐可溶于甲醇或乙醇的性质进行提取。甲醇对生物碱及生物碱盐的溶解性能比乙醇好，实验室多采用甲醇提取。但甲醇毒性较大，生产中多采用乙醇提取。一般采用回流、浸渍、渗漉等方法。优点是水溶性杂质较少，提取液易浓缩。缺点是脂溶性杂质较多，因此提取液浓缩后，需采用酸水溶解，有机溶剂萃取做进一步纯化得总生物碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.亲脂性有机溶剂提取法

利用生物碱易溶于亲脂性有机溶剂的性质进行提取，可采用浸渍、回流或连续回流等方法。由于生物碱多以盐的形式存在于生物组织中，在用亲脂性溶剂提取时,先用碱水(氨水、石灰乳等)将药材粗粉润湿，既可使药材吸水膨胀、又能使生物碱游离，再用亲脂性有机溶剂(三氯甲烷等)提取。如果提取液中杂质多，也可采用酸水溶解有机溶剂萃取法做纯化处理。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）水溶性生物碱的提取将药材提取物中的脂溶性生物碱提出后，若碱水层仍可以检识出生物碱，说明药材中含有水溶性生物碱，可用雷氏铵盐沉淀法和溶剂法进行提取。1.雷氏铵盐沉淀法第九章

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此法利用季铵型生物碱与雷氏铵盐沉淀试剂反应生成难溶于水的雷氏盐而沉淀析出的性质。将季铵型生物碱的水溶液酸化(常用盐酸)至呈弱酸性，加入新制的雷氏铵盐饱和水溶液至不再生成沉淀(雷氏盐)。滤取沉淀，用少量水洗涤，将沉淀溶于丙酮中，过滤，向滤液中加人硫酸银饱和水溶液，使生物碱的雷氏盐转化成生物的硫酸盐和雷氏银盐沉淀，过滤后，向滤液中加入计算量的氯化钡溶液，滤除沉淀，滤液浓缩后即得季铵型生物碱的盐酸盐。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术其反应过程如下：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.溶剂法此法利用水溶性生物碱能溶于极性较大、且与水不混溶的有机溶剂（如正丁醇、异戊醇等）的性质，采用两相溶剂萃取法提取。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术总生物碱的离方法一般先进行总生物碱的初步分离，再进行单体生物碱的分离。（一）总生物碱的分离

根据总生物碱中各成分理化性质的差异，按照生物碱的碱性强弱、有无酚羟基和极性大小进行分类，初步分离出弱碱性生物碱、中强碱性生物碱和强碱性生物碱、水溶性生物碱和酚性生物碱、非酚性生物碱等不同的部分。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术总生物碱的分离流程见图：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）单体生物碱的分离1.利用生物碱的碱性差异进行分离总生物碱中各单体生物碱的碱性之间存在一定的差异，可在不同的pH条件下分离，称为pH梯度萃取法。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术总生物碱中的强碱可以在弱酸性条件下形成生物碱盐（强碱弱酸盐）溶于水，而弱碱则必须在强酸性条件下才能形成生物碱盐（强酸弱碱盐）溶于水；总生物碱盐的水溶液在碱化时，弱碱盐可以在弱碱性条件下形成游离生物碱而溶于亲脂性有机溶剂，而强碱盐则必须在强碱性条件下才能形成游离生物碱而溶于亲脂性有机溶剂。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.利用生物碱及其盐的溶解度差异进行分离如氧化苦参碱和苦参碱的分离。氧化苦参碱的极性大于苦参碱，在乙醚溶剂中，氧化苦参碱难溶，而苦参碱可溶。因此向苦参总碱的氯仿溶液中加入10倍量的乙醚，可使氧化苦参碱沉淀析出。如麻黄碱和伪麻黄碱的分离。麻黄碱的草酸盐比伪麻黄碱的草酸盐在水中的溶解度小，因此向麻黄总碱的水溶液中加入适量草酸，可使麻黄碱的草酸盐沉淀析出。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.利用生物碱中的特殊官能团进行分离具有酚羟基、羧基等酸性基团的生物碱，除具有碱性可与酸成盐外，还有弱酸性，可分别与碳酸氢钠、氢氧化钠生成可溶于水的钠盐，利用此性质可与其他普通生物碱分离。如阿片生物碱中可待因与吗啡的分离。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术具有内酯或内酰胺结构的生物碱，在碱性条件下加热水解开环形成羧酸盐而溶于水，酸化后又重新环合而从水溶液中沉淀析出，利用此性质可与不具有此结构的其他生物碱分离。如喜树碱和苦参碱的分离。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术4.利用色谱法进行分离生物碱的色谱分离方法主要有吸附柱色谱、分配柱色谱和高效液相色谱。对于极性较小的脂溶性生物碱，一般采用吸附柱色谱进行分离，以氧化铝、硅胶为吸附剂，以氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂或混合溶剂系统为洗脱剂。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术对于极性较大的生物碱，一般采用分配柱色谱进行分离，以硅胶为支持剂，以氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂或混合溶剂系统为洗脱剂。需要注意的是，硅胶具有弱酸性，可与生物碱发生化学吸附而难以洗脱，因此需在洗脱剂中加入二乙胺等碱性溶液，以保持生物碱的游离状态。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第四节鉴定第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术一、理化鉴定从天然药物中提取分离得到的生物碱单体，需要进行物理鉴别和化学鉴别。物理鉴别法主要是通过观察生物碱的形态、颜色和测定生物碱的熔点等物理常数来进行。化学鉴别主要是通过生物碱的沉淀反应和显色反应进行，有试管法和色谱法两种操作。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术试管法是将样品溶液加入试管中，滴人生物碱沉淀试剂或生物碱显色试剂，通过观察试管内的沉淀有无和颜色变化来判断样品中的生物碱情况。色谱法是将样品点在薄层板上，展开显色，通过观察色斑的有无、颜色或与对照品同薄层板对比来判断样品中的生物碱情况。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术二、色谱鉴定（一）吸附薄层色谱生物碱的薄层色谱检识首选吸附薄层色谱。吸附剂通常选用氧化铝、硅胶，两者均为极性吸附剂。氧化铝显弱碱性，吸附性能比硅胶强，可以直接应用于生物碱的色谱鉴别。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术硅胶本身显弱酸性，可与生物碱反应生成盐而使生物碱斑点的Rf值小，或造成生物碱部分成盐、部分游离而出现拖尾、复斑现象，影响分离效果，因此需使色谱过程在碱性条件下进行以获得集中的斑点。第九章

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加碱的方法有三种：第一种方法是使展开剂显碱性，在展开剂中加入少量的碱性溶剂（如二乙胺、氨水）；第二种方法是在色谱缸中放入一个盛有氨水的小杯。第三种方法是使硅胶薄层显碱性，在湿法制板时用氢氧化钠水溶液（0.1mol/L～0.5mol/L）代替水进行铺板；第九章

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展开剂通常以氯仿为基本溶剂，根据生物碱的极性强弱、色谱结果加入其它溶剂（以亲脂性溶剂为主）调整展开剂的极性，以使展开剂和生物碱的极性相适应。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术如果生物碱的极性小，Rf值太大，则在氯仿中加入适量极性大的溶剂（如甲醇、丙酮）；如果生物碱的极性大，Rf值太小，则在氯仿中加入适量极性小的溶剂（如环己烷等）。一般情况下，在展开剂中加入少量的碱性溶剂（如二乙胺、氨水），可以获得较好的分离效果。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）分配薄层色谱支持剂通常选用硅胶或纤维素。固定相根据生物碱的极性进行选择。分离弱极性或中等极性的脂溶性生物碱时，固定相通常选用甲酰胺，展开剂通常选用甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂，如氯仿。分离大极性的水溶性生物碱或生物碱盐时，固定相通常选用水，展开剂通常选用亲水性有机溶剂，如BAW溶剂系统（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上层）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术当生物碱成分被薄层展开后，有颜色的生物碱可以在可见光下直接观察斑点；没颜色的生物碱可以在紫外光下观察荧光斑点；不显色也无荧光的生物碱，则用改良碘化铋钾试剂显色，大多数生物碱显橘红色。在喷洒显色剂前，如果展开剂或固定相中含有难挥发的碱或甲酰胺，必须先加热将碱除尽（60～120℃加热）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（三）纸色谱生物碱的纸色谱是以水、甲酰胺为固定相的分配色谱。当检识离子状态生物碱时，以水为固定相，以亲水性溶剂系统为展开剂，如BAW溶剂系统（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上层），溶剂系统偏酸性；当检识分子状态生物碱时，以甲酰胺为固定相，以甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂（如氯仿）为展开剂，溶剂系统偏碱性。纸色谱的显色方法和薄层色谱相同，但含硫酸显色剂不能使用。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术(四）高效液相色谱一些结构复杂、性质相似的生物碱，可以借助高效液相色谱进行检识，可取得较好的效果。在相同的实验条件下，各种生物碱均有一定的保留时间，可作定性参数，即被测试样与已知对照品保留时间相同，则两者为同一化合物。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术分离生物碱时主要采用反相分配色谱法，固定相主要以C18（C8）烷基硅烷键合硅胶（ODS）最为常用；极性流动相多以甲醇（乙腈）-水为基本组成，并含有约0.01～0.1mol/L磷酸缓冲液、醋酸钠溶液或碳酸铵等（pH4～7）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术案例一麻黄中生物碱的提取分离鉴定技术麻黄是麻黄科植物草麻黄（EphedrasinicaStapf）、木贼麻黄（E.equisetinaBuuge）、中麻黄（E.intermediaSchrenketC.A.Mey）的干燥草质茎。麻黄味辛、苦，性温，主要功效为发汗散寒、宣肺平喘、利水消肿。主治风寒感冒、发热无汗、支气管哮喘、水肿等症。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术1.化学成分麻黄中含有多种生物碱，主要成分为麻黄碱，占总生物碱的80%～85%，具有收缩血管、兴奋中枢的作用；其次是伪麻黄碱，具有升压、利尿的作用。其结构如下：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术麻黄碱和伪麻黄碱均为仲胺生物碱，碱性较强，伪麻黄碱的共轭酸与C1-OH形成的分子内氢键稳定性大于麻黄碱，因此伪麻黄碱的碱性(pKa=9.74)略强于麻黄碱(pKa=9.58)。麻黄碱和伪麻黄碱易溶于三氯甲烷、苯等亲脂性有机溶剂，麻黄碱可溶于水，而伪麻黄碱因形成较稳定的分子内氢键难溶于水。盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱均易溶于水，草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.提取分离溶剂法溶剂法是目前工业生产麻黄碱的主要方法。麻黄生物碱在植物体内以盐酸盐的形式存在，其盐酸盐易溶于水，而游离麻黄生物碱易溶于亲脂性有机溶剂（如氯仿、甲苯等），可利用此性质进行麻黄生物碱的提取。即将麻黄用水提取，提取液碱化后用甲苯萃取。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水，可利用此性质进行麻黄生物碱的分离。即甲苯萃取液流经草酸溶液，使麻黄生物碱都转变为草酸盐，草酸麻黄碱在水中的溶解度较小而析出，草酸伪麻黄碱仍留在水中。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术水蒸气蒸馏法麻黄碱和伪麻黄碱具有挥发性，可用水蒸气蒸馏法提取。即将麻黄用水提取，提取液碱化后用水蒸气蒸馏提取。分离麻黄碱和伪麻黄碱可按溶剂法操作，即将馏出液流经草酸溶液，使麻黄生物碱都转变为草酸盐，草酸麻黄碱在水中的溶解度较小而析出，草酸伪麻黄碱仍留在水中。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术离子交换树脂法利用生物碱盐可以交换到强酸型阳离子交换树脂的性质进行分离。即将麻黄用酸水溶液（如盐酸水溶液）提取，提取液通过强酸型阳离子交换树脂，麻黄碱与伪麻黄碱盐的阳离子（生物碱阳离子）被交换到树脂上，用碱液洗脱，由于伪麻黄碱的碱性较强而被树脂吸附的牢固，故麻黄碱先被洗下来，从而使两者分离。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.鉴定麻黄碱和伪麻黄碱皆为仲胺衍生物，具有挥发性，不易和生物碱沉淀试剂发生沉淀。二硫化碳-硫酸铜反应在麻黄碱和伪麻黄碱的乙醇溶液中，加入二硫化碳、硫酸铜和氢氧化钠各1滴，可产生黄棕色沉淀。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术铜络盐反应在麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液中加入硫酸铜试剂和氢氧化钠试剂，溶液呈蓝紫色。向此溶液中再加入乙醚振摇，分层后，乙醚层显紫红色，水层为蓝色。紫红色铜络盐可溶于乙醚，在水中转变成四水合物显蓝色。薄层色谱鉴别法吸附剂为硅胶G薄层板、展开剂为10%氨水-异丙醇（1︰9）、显色剂为0.5%茚三酮试剂（在105℃加热至斑点显红色）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术溶剂法提取分离流程见图9-2：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术案例二马钱子中生物碱的提取分离鉴定技术马钱子为马钱科植物马钱（Strychnosnux-vomica）或云南马钱（Strychnospierriana）的干燥成熟种子。马钱子性温，味苦，有大毒，主要功效为凉血散热、散结消肿、通络止痛。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术1.化学成分马钱子中含有多种生物碱，主要成分为士的宁（strychnine）和马钱子碱（vauquline），均属于吲哚类生物碱。其结构如下：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术士的宁和马钱子碱属于吲哚类生物碱，其分子结构中均有两个氮原子，但由于吲哚环上的氮原子呈内酰胺结构，几乎没有碱性，另一个氮原子为叔胺型。因此，士的宁和马钱子碱相当于一元碱，为中等强度碱性（pKa=8.20）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术士的宁和马钱子碱属于脂溶性生物碱，易溶于氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂，可溶于甲醇、乙醇，难溶于水。但它们的盐却呈现不同的溶解性能，如盐酸士的宁较盐酸马钱子碱在水中的溶解度小，易从水中析出；硫酸马钱子碱较硫酸士的宁在水中的溶解度小，易从水中析出。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.提取分离利用士的宁和马钱子碱属于脂溶性生物碱，易溶于亲脂性有机溶剂的性质进行提取。即将马钱子用石灰水湿润，加苯回流提取。利用士的宁和马钱子碱的硫酸盐和盐酸盐在水中的溶解度差异进行分离。即加盐酸水溶液，使盐酸士的宁结晶析出，加硫酸水溶液，使硫酸马钱子碱结晶析出。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.鉴定士的宁和马钱子碱具有一般生物碱的通性，能与多种生物碱沉淀试剂产生沉淀。此外，还可以用以下两种方法鉴定。硝酸反应士的宁遇硝酸反应显黄色，加热蒸干后，残渣遇氨气显紫红色。马钱子碱遇硝酸反应显红色，继续加入氯化亚锡溶液，则显紫色。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术浓硫酸-重铬酸钾反应士的宁加浓硫酸1mL和重铬酸钾少许，最初显蓝紫色，渐变为紫堇色，最后为橙黄色。马钱子碱不发生此颜色反应。

提取分离流程见图9-3：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术案例三洋金花中生物碱的提取分离鉴定技术洋金花是茄科植物白曼陀罗（DaturametelL.）的花。我国古代就有用洋金花作为中药麻醉剂的历史。洋金花主要功效为止咳平喘、解痉镇痛，用于治疗风湿痹痛、脘腹冷痛、哮喘咳嗽及外科麻醉。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术1.化学成分洋金花中含生物碱0.3%～0.43%，其中东莨菪碱含量最高，约占85%，莨菪碱次之，二者都有解痉镇痛、解有机磷中毒和散瞳的作用。其结构如下：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术莨菪碱和东莨菪碱均属于叔胺碱，其结构中含有莨菪烷母核，莨菪碱和东莨菪碱是由莨菪烷衍生的氨基醇和莨菪酸缩合而成的酯类化合物。受到空间效应的影响，莨菪碱（pKa=9.65）的碱性强于东莨菪碱（pKa=7.50）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术莨菪碱亲脂性较强，易溶于乙醇、氯仿，可溶于四氯化碳、苯，难溶于水。东莨菪碱有较强的亲水性，易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等溶剂，可溶于水，难溶于苯等强亲脂性溶剂。2.提取分离莨菪碱盐和东莨菪碱盐具有生物碱盐的通性，易溶于水，可利用盐酸水将其酸化转变成在水中溶解度较大的盐酸盐而被提取出来。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术利用生物碱盐中生物碱阳离子能与阳离子交换树脂发生离子交换的性质，将生物碱的酸水提取液通过阳离子交换树脂（如磺酸型阳离子交换树脂），生物碱盐阳离子被交换到树脂上，杂质随溶液流出，再用氨水碱化树脂，使生物碱从树脂柱上游离出来，最后用氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂洗脱，由于莨菪碱的碱性较强而被树脂吸附的牢固，故东莨菪碱先被洗下来，从而使两者分离。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.鉴定莨菪碱和东莨菪碱具有一般生物碱的通性，能与多种生物碱沉淀试剂产生沉淀。此外，还可以用以下三种方法鉴定。氯化汞沉淀反应莨菪碱在乙醇溶液中与氯化汞发生反应生成黄色沉淀，加热后沉淀变为红色，而东莨菪碱只能产生白色沉淀。这是因为莨菪碱的碱性强，能将氯化汞转变成氧化汞，而东莨菪碱碱性较弱，无此反应。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术硝基醌反应（Vitali试剂）莨菪碱、东莨菪碱用发烟硝酸处理，其分子结构中的莨菪酸部分发生硝基化反应，生成三硝基衍生物（黄色），再与碱性醇溶液反应，生成紫色醌型结构，渐变成暗红色，最后颜色消失。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术薄层色谱鉴别薄层板：碱性氧化铝软板展开剂：二甲苯-丙酮-无水乙醇-二乙胺（50︰40︰10︰0.6）显色剂：改良碘化铋钾；碘-碘化钾（1︰1）提取分离流程见下图：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术案例四黄连中生物碱的提取分离鉴定技术黄连是毛莨科植物黄连（CoptischinensisF